KR20020065830A - Location calculating method and location estimating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선에 있어서 특정 송신 장치 또는 수신 장치와 단말 장치의 사이의 거리를 측정하고, 그 거리 측정 결과로부터 단말 장치의 위치를 계산하는 방법에 관한 것으로, 특히 무선 기지국으로부터 단말 장치 (또는, 단말 장치로부터 무선 기지국)로의 전파 지연 시간을 이용하여 단말 장치의 위치를 계산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for measuring a distance between a specific transmitting device or a receiving device and a terminal device in a radio system, and calculating the position of the terminal device from the distance measurement result. Particularly, the present invention relates to a terminal device (or terminal) from a wireless base station. A method for calculating the position of a terminal device using a propagation delay time from a device to a wireless base station).
이동 통신 시스템에 있어서, 기지국으로부터 송신되는 신호를 이용하여 단말기의 위치를 검출하는 기술이 제안되어 있다. 예를 들면, 일본국 특허 공개 평성 제7-181242호 공보에는, 부호 분할 다원 접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 시스템에 있어서, 각 기지국의 위치와, 각 기지국으로부터 단말기로 송신되는 신호의 전파 시간을 이용하여, 각 기지국의 PN 부호의 송신시의 시간 차를 얻어, 단말기의 위치를 측정하는 기술이 제안되어 있다.In a mobile communication system, a technique for detecting the position of a terminal using a signal transmitted from a base station has been proposed. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 7-181242 discloses a code division multiple access (CDMA) system in which the position of each base station and the propagation time of a signal transmitted from each base station to the terminal. A technique has been proposed to obtain the time difference at the time of transmission of the PN code of each base station and to measure the position of the terminal by using.
이와 같이 복수의 거리 측정 결과로부터 단말 장치의 위치를 측정하는 경우, 거리 측정 오차가 가우스 분포에 따른다고 가정하고, 최소 제곱법을 이용하여 단말 장치의 위치를 산출하는 경우가 많았다. 또한, 단말 장치의 측위 정밀도를 높이기 위해서, 복수회 거리를 측정하여 단말 장치의 위치를 계산하고, 계산된 복수 지점의 위치 데이터를 평균화함으로써, 그 복수 지점의 중심을 측위 결과로 하는 위치 산출 방법이 이용되는 경우도 있었다.As described above, in the case where the position of the terminal device is measured from the plurality of distance measurement results, it is often assumed that the distance measurement error depends on the Gaussian distribution, and the position of the terminal device is often calculated using the least square method. Further, in order to increase the positioning accuracy of the terminal device, the position calculation method of measuring the position of the terminal device a plurality of times, calculating the position of the terminal device, and averaging the calculated position data of the plurality of points as the centering result of the plurality of points is performed. It was sometimes used.
상기한 종래의 위치 산출 방법에서는, 거리 측정에 기초하는 위치 데이터가 가우스 분포로서 변동된다고 가정하고, 최소 제곱법을 이용하여 단말 장치의 위치를 산출하고 있다. 이것은 플러스와 마이너스의 거리 측정 오차가 균등하게 생기는 것, 즉 단말 장치로부터 기지국으로의 신호에 지연과 빠름이 동일한 확률로 발생한다고 하는 가정에 기초하는 것이다.In the above-described conventional position calculation method, the position data based on the distance measurement is assumed to fluctuate as a Gaussian distribution, and the position of the terminal device is calculated using the least square method. This is based on the assumption that plus and minus distance measurement errors occur equally, that is, the delay and fastness occur in the signal from the terminal apparatus to the base station with the same probability.
이 거리 측정 오차는 주로 노이즈와, 반사물 등에 의한 멀티 패스의 두 가지 원인에 의해 발생한다. 노이즈는 주로 수신한 신호의 S/N이 낮은 경우에 영향이 생긴다. 오차의 원인으로서 노이즈가 지배적이고 멀티 패스가 거의 생기지 않을 때는, 최소 제곱법은 최대 가능 추정치(Maximum Likelihood Estimate)를 도출한다.This distance measurement error is mainly caused by two sources of noise and multipath due to a reflector or the like. Noise mainly affects low S / N of the received signal. When noise is the dominant source of error and there are few multipaths, the least squares method yields a Maximum Likelihood Estimate.
한편, 멀티 패스에 의한 영향은 S/N에 관계없이 발생하여, 신호 강도가 강한(S/N이 양호함) 경우에도 심각한 영향을 가져온다. 이 멀티 패스의 영향에 의한 수신 신호의 지연 프로파일은 가우스 분포로 되는 것에 한하지 않고, 플러스와 마이너스 비대칭의 분포로 되는 경우도 있다. 따라서, S/N이 양호한 조건에서 측정한 경우에는, 최소 제곱법을 이용하여 위치를 계산해도 최대 가능 추정치를 도출할 수는 없다.On the other hand, the effects of multipath occur regardless of S / N, and have a serious effect even when the signal strength is strong (S / N is good). The delay profile of the received signal under the influence of the multipath is not limited to the Gaussian distribution, but may also be the distribution of plus and minus asymmetry. Therefore, in the case where the S / N is measured under favorable conditions, the maximum possible estimate cannot be derived even if the position is calculated using the least square method.
또한, 정밀도를 향상시키기 위한 방법으로서, 복수회의 측정을 하고, 이 측정 결과를 이용하여 위치 계산을 하여, 계산된 복수 지점의 중심(복수 지점의 좌표의 산술 평균치)을 위치의 측정 결과로 하는 방법이 알려져 있다. 이 산술 평균치에서는 측위 결과의 분포에 의해 적절한 위치가 얻어지지 않은 경우가 있다.In addition, as a method for improving the accuracy, a plurality of measurements are performed, a position calculation is performed using this measurement result, and a calculated center of the plurality of points (the arithmetic mean of the coordinates of the plurality of points) is used as the measurement result of the position. This is known. In this arithmetic mean value, an appropriate position may not be obtained by the distribution of a positioning result.
본 발명은 거리 측정 오차가 플러스와 마이너스 대칭의 분포로 되지 않은 경우에도, 적절한 위치를 구할 수 있는 위치 계산 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a position calculation method capable of obtaining an appropriate position even when the distance measurement error is not a distribution of plus and minus symmetry.
[과제를 해결하기 위한 수단][Means for solving the problem]
본 발명의 위치 산출 방법은, 장소가 기지인 서로 다른 장소에 설치된, 복수의 안테나 및 기준이 되는 안테나로부터 송신되는 신호를 단말 장치에서 수신하고, 또는 단말 장치로부터 송신되는 신호를, 장소가 기지인 서로 다른 장소에 배치된, 복수의 안테나 및 기준이 되는 안테나에서 수신하여, 무선 신호의 전파 지연 시간을 이용하여 상기 단말 장치의 위치를 계산하는 위치 계산 방법에 있어서, 상기 복수의 안테나에 대하여, 각각, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는, 상기 단말 장치와 상기 복수의 안테나 사이의 거리와, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는 상기 단말 장치와 상기 기준이 되는 안테나의 거리와의 차인 제1 거리를 계산하는 제1 단계와; 상기 복수의 안테나에 대하여, 각각 계산상 가정된 상기 단말 장치의 위치와 상기 복수의 안테나 사이의 거리와, 상기 계산상 가정된 상기 단말 장치의 위치와 상기 기준이 되는 안테나 사이의 거리와의 차인 제2 거리를 계산하는 제2 단계와; 상기 복수의 안테나에 대하여, 각각 상기 제1 거리와 상기 제2 거리와의 차인 거리 측정 오차를 계산하는 제3 단계와; 상기 거리 측정 오차가 플러스와 마이너스 비대칭인 분포인 것으로 하여, 상기 분포와, 상기 복수의 안테나에 대하여 각각 구한 상기 거리 측정 오차를 이용하여, 상기 제2 단계에서 가정된 상기 단말 장치의 위치의 가능 추정치를 계산하는 제4 단계와; 상기 제2 내지 제4 단계를 반복하여 가능 추정치가 최대로 되는 지점을 검색하여, 검색된 최대 가능 추정치 지점을 상기 단말 장치의 위치로 하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the position calculation method of the present invention, a terminal device receives a signal transmitted from a plurality of antennas and a reference antenna, which are installed in different places where a place is known, or the signal is transmitted from the terminal device. A position calculation method for receiving a plurality of antennas and a reference antenna arranged at different places and calculating a position of the terminal device using a propagation delay time of a radio signal, each of the plurality of antennas. And a distance between the terminal device and the plurality of antennas, calculated based on a propagation delay time of a radio signal, and a distance between the terminal device and the reference antenna, calculated based on a propagation delay time of a radio signal. Calculating a first distance that is a difference; For each of the plurality of antennas, a difference between the position of the terminal device assumed in the calculation and the distance between the plurality of antennas, and the distance between the position of the terminal device assumed in the calculation and the reference antenna; A second step of calculating a distance; A third step of calculating, with respect to the plurality of antennas, a distance measurement error that is a difference between the first distance and the second distance, respectively; Assuming that the distance measurement error is a positive and negative asymmetric distribution, using the distribution and the distance measurement errors obtained for each of the plurality of antennas, a possible estimate of the position of the terminal device assumed in the second step Calculating a fourth step; And a fifth step of repeating the second to fourth steps to search for a point at which the maximum possible estimate is maximized, and setting the retrieved maximum possible estimated point as the position of the terminal device.
또한, 본 발명의 위치 산출 장치는, 장소가 기지인 서로 다른 장소에 설치된, 복수의 안테나 및 기준이 되는 안테나로부터 송신되는 신호를 수신하는 수신 장치와, 상기 수신 장치에서 수신한 신호의 지연 프로파일 해석을 행하는 지연 프로파일 해석 장치와, 상기 지연 프로파일 해석 장치에 의한 지연 프로파일 해석 결과로부터, 무선 신호의 전파 지연 시간을 이용하여 자신의 위치를 계산하는 계산 수단을 포함하는 위치 산출 장치에 있어서,In addition, the position calculation device of the present invention is a receiver for receiving a signal transmitted from a plurality of antennas and a reference antenna, which are installed at different places of known locations, and a delay profile analysis of the signal received by the receiver. A position calculating device comprising: a delay profile analysis device for performing a calculation; and calculation means for calculating a position of itself using a propagation delay time of a radio signal from a delay profile analysis result by the delay profile analysis device,
상기 계산 수단은, 상기 복수의 안테나에 대하여, 각각, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는, 상기 단말 장치와 상기 복수의 안테나 사이의 거리와, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는 상기 단말 장치와 상기 기준이 되는 안테나의 거리와의 차인 제1 거리를 계산하는 제1 거리 산출 수단과; 상기 복수의 안테나에 대하여, 각각, 계산상 가정된 상기 단말 장치의 위치와 상기 복수의 안테나 사이의 거리와, 상기 계산상 가정된 상기 단말 장치의 위치와 상기 기준이 되는 안테나 사이의 거리와의 차인 제2 거리를 계산하는 제2 거리 산출 수단과; 상기 복수의 안테나에 대하여, 각각, 상기 제1 거리와, 상기 제2 거리와의 차인 거리 측정 오차를 계산하는 거리 측정 오차 산출 수단과; 상기 거리 측정 오차 산출 수단에서 계산된 거리 측정 오차가 플러스와 마이너스 비대칭인 분포인 것으로 하여, 상기 분포와, 상기 복수의 안테나에 대하여 각각 구한 상기 거리 측정 오차를 이용하여, 상기 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치를 계산하는 가능 추정치 산출 수단과; 상기 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치가 최대로 되는 지점을 검색하여, 검색된 가능 추정치가 최대인 지점을 상기 단말 장치의 위치로 하는 단말 위치 검색 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The calculation means is calculated based on the distance between the terminal apparatus and the plurality of antennas and the propagation delay time of the radio signal, which are respectively calculated for the plurality of antennas based on the propagation delay time of the radio signal. First distance calculating means for calculating a first distance which is a difference between the distance between the terminal apparatus and the reference antenna; For the plurality of antennas, respectively, the difference between the position of the terminal device assumed in the calculation and the distance between the plurality of antennas, and the distance between the position of the terminal device assumed in the calculation and the reference antenna Second distance calculating means for calculating a second distance; Distance measurement error calculating means for calculating a distance measurement error that is a difference between the first distance and the second distance, respectively, for the plurality of antennas; Assuming that the distance measurement error calculated by the distance measurement error calculating means is a positive and negative asymmetric distribution, using the distribution and the distance measurement errors obtained for each of the plurality of antennas, the assumed position of the terminal device Possible estimate calculation means for calculating a possible estimate of; And a terminal position searching means for searching for a point at which the possible estimation of the position of the assumed terminal device is maximized, and making the position of the terminal apparatus at the point at which the searchable possible estimate is maximum.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 단말 장치의 블록도.1 is a block diagram of a terminal device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 가우스 분포를 나타내는 분포도.2 is a distribution chart showing a Gaussian distribution.
도 3은 측위 오차의 실측치를 나타내는 분포도.3 is a distribution chart showing actual values of positioning errors.
도 4는 제1 실시 형태의 단말 장치 에 의해 최대 가능 추정치를 구하는 플로우차트.4 is a flowchart for obtaining a maximum possible estimate by the terminal apparatus of the first embodiment.
도 5는 제1 실시 형태의 단말 장치에 의해 최대 가능 추정치를 구하는 다른 플로우차트.Fig. 5 is another flowchart for obtaining a maximum possible estimate by the terminal apparatus of the first embodiment.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태의 위치 산출 시스템의 블록도.6 is a block diagram of a position calculation system according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태의 위치 검출 시스템의 블록도.7 is a block diagram of a position detection system according to a third embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명><Brief description of the main parts of the drawing>
1 : 안테나1: antenna
2 : 수신 장치2: receiving device
3 : 지연 프로파일 해석 장치3: delay profile analysis device
4 : 계산 수단4: calculation means
5 : 송신 수단5: transmission means
6 : 기지국 장치6: base station apparatus
7 : 계산 수단(센터 장치)7: calculation means (center apparatus)
다음에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Next, embodiment of this invention is described with reference to drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 단말 장치의 주된 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing a main configuration of a terminal device according to the first embodiment of the present invention.
단말 장치는 안테나(1)가 수집한 신호를 수신하는 수신 장치(2)와, 지연 프로파일 해석 장치(3)와, 계산 수단(4)을 포함한다.The terminal apparatus includes a receiving apparatus 2 for receiving the signal collected by the antenna 1, a delay profile analyzing apparatus 3, and a calculating means 4.
수신 장치(2)는 수신한 신호의 주파수를 변환하여, 기저 대역(baseband) 신호로 변환한다. 지연 프로파일 해석 장치(3)는 매칭 필터를 사용하여 기지국으로부터 송신되고 있는 기지의 신호와의 슬라이딩 상관 연산을 행하고, 수신 신호의 타이밍을 검출하여, 수신 신호의 수신 타이밍을 계산한다. 기지국의 송신 타이밍은 기지국마다 정해져 있는 기지의 정보이며, 기지국 장치를 통해 접속되어 있는 센터 장치(도시 생략)로부터 기지국의 정보로서 얻는다든가, 단말 장치에 기지국 ID에 대응한 정보로서 기억된 데이터 베이스에 의해 얻을 수 있다.The receiving device 2 converts the frequency of the received signal into a baseband signal. The delay profile analyzing apparatus 3 performs a sliding correlation calculation with a known signal transmitted from the base station using a matching filter, detects the timing of the received signal, and calculates the reception timing of the received signal. The transmission timing of the base station is known information determined for each base station, and obtained from the center apparatus (not shown) connected through the base station apparatus as information of the base station, or stored in a database stored as information corresponding to the base station ID in the terminal apparatus. Can be obtained by
또한, 지연 프로파일 해석 장치(3)는 계산한 수신 타이밍과 기지국의 송신타이밍의 차로부터 전파에 필요한 지연 시간을 계산하고, 이 전파 지연 시간에 전파의 전파 속도(광속)를 곱함으로써 전파 거리를 추정한다. 지연 프로파일 해석 장치(3)는 이렇게 해서 의사 측정 거리를 계산한다.Further, the delay profile analyzing apparatus 3 calculates a delay time required for propagation from the difference between the calculated reception timing and the transmission timing of the base station, and estimates the propagation distance by multiplying this propagation delay time by the propagation speed (light beam) of the radio wave. do. The delay profile analyzer 3 calculates the pseudo measurement distance in this way.
여기서, 지연 프로파일 해석 장치(3)에서 산출되는 「의사 거리」란, 가정된 단말 장치의 위치와 기지국에 설치된 안테나 사이의 거리와, 그 단말 장치의 위치와 기준이 되는 기지국에 설치된 안테나 사이의 거리와의 차이다 (수학식 7 참조). 「가정된 단말 장치의 위치」란, 계산상 가정되는 단말 장치의 위치이다 (수학식 4 참조). 후술하는 계산 방법에서는 단말 장치의 위치를 차례로 바꾸면서, 최대 가능 추정치(Maximum Likelihood Estimate)가 높아지는 단말 장치의 위치를 탐색한다. 또한, 「의사 측정 거리」란, 전파 지연 시간에 기초하여 계산된 단말 장치와 기지국에 설치된 안테나 사이의 거리와, 전파 지연 시간에 기초하여 계산된 단말 장치와 기준이 되는 기지국에 설치된 안테나 사이의 거리와의 차이다 (수학식 3 참조). 또한, 「거리 측정 오차」란, 의사 측정 거리로부터 의사 거리를 감한 것이다 (수학식 11 참조).Here, the "pseudo distance" calculated by the delay profile analyzing apparatus 3 is the distance between the assumed position of the terminal device and the antenna installed in the base station, and the distance between the position of the terminal device and the antenna installed in the base station as a reference. Is the difference between (see Equation 7). The "position of the assumed terminal device" is the position of the terminal device assumed in the calculation (see Equation 4). In the calculation method described below, the position of the terminal device is searched while the positions of the terminal device are sequentially changed, and the maximum likelihood estimate is increased. In addition, the "pseudo measurement distance" means the distance between the terminal apparatus calculated based on the propagation delay time and the antenna installed in the base station, and the distance between the terminal apparatus calculated based on the propagation delay time and the antenna installed in the base station as a reference. Is the difference between (see Equation 3). In addition, a "distance measurement error" is what subtracted the pseudo distance from the pseudo measurement distance (refer Formula (11)).
이상, 「의사(擬似)」가 첨부되어 있는 값은 기준 기지국과의 차를 나타내고 있다. 또한 「측정」이 첨부되어 있는 값은 무선 전파의 전파 지연 시간에 의해서 거리를 측정한 것을, 「측정」을 포함하지 않은 용어는 가정된 단말 장치의 위치와 기지국의 위치로부터 계산한 지도상에서의 직선 거리를 나타내고 있다.As described above, the value to which "pseudo" is attached indicates the difference from the reference base station. In addition, the value with "measurement" is the distance measured by the propagation delay time of radio wave, and the term which does not include "measurement" is a straight line on the map calculated from the assumed position of the terminal device and the position of the base station. The distance is shown.
계산 수단(4)은 DSP(Digital Signal Proccessor)나 CPU에 의해 실현된다. 계산 수단(4)에는 후술하는 위치 산출 방법이 프로그램으로서 저장되어 있고, 지연프로파일 해석 장치(3)가 해석한 복수의 기지국에 관한 의사 측정 거리를 이용하여 단말 장치의 위치를 계산한다.The calculation means 4 is realized by a digital signal processor (DSP) or a CPU. The calculation means 4 stores the position calculation method mentioned later as a program, and calculates the position of a terminal device using the pseudo measurement distances regarding the some base station which the delay profile analyzer 3 analyzed.
또한, 이 계산 수단(4)은 수신 장치(1)에 설치한 바와 같이 구성해도 좋다. 예를 들면, 기억 수단(메모리)에 기억·보유된 프로그램을, 기저 대역 처리를 행하는 B/B-LSI가 판독하여 실행한다. 또한, 수신 장치의 동작을 제어하는 제어부(CPU)가 기억 수단(메모리)에 기억·보유된 프로그램을 판독하여 실행하도록 구성해도 좋다.In addition, this calculation means 4 may be comprised as it installed in the receiving apparatus 1. As shown in FIG. For example, a B / B-LSI performing baseband processing reads and executes a program stored and held in a storage means (memory). In addition, the control unit (CPU) for controlling the operation of the reception device may be configured to read and execute a program stored and stored in the storage means (memory).
다음에, 측위 오차의 분포에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.Next, the distribution of the positioning error will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
도 2는 가우스 분포를 나타내는 분포도로서, 종래 측위 오차가 분포한다고 가정되고 있었던 것이다. 또한, 도 3은 측위 오차의 실측치를 나타내는 분포도이다. 양 도면 모두 횡축에 거리 측정 오차를, 종축에 확률 밀도를 나타낸다.Fig. 2 is a distribution diagram showing a Gaussian distribution, in which a conventional positioning error is assumed to be distributed. 3 is a distribution chart showing actual values of positioning errors. Both figures show the distance measurement error on the horizontal axis and the probability density on the vertical axis.
상술한 바와 같이, 노이즈가 전파 경로(전파 지연 시간)의 검출 오차의 주된 원인인 경우에는, 노이즈는 가우스 분포에 따라 발생하기 때문에, 거리 측정 오차(전파 지연 시간의 검출 오차)는 도 2에 나타내는 가우스 분포에 따라 분포한다. 따라서, 최소 제곱법은 거리의 최대 가능 추정치를 제공한다.As described above, when the noise is the main cause of the detection error of the propagation path (propagation delay time), since the noise is generated according to the Gaussian distribution, the distance measurement error (detection error of the propagation delay time) is shown in FIG. 2. Distributed according to Gaussian distribution. Thus, the least squares method provides the maximum possible estimate of the distance.
그러나, 수신한 신호의 S/N이 양호한 경우에, 전파 지연 시간의 검출 오차의 주된 원인은 노이즈가 아니라, 멀티 패스에 의한 간섭(자기 간섭)이다. 멀티 패스에 의한 반사파는 직접파보다 반드시 지연되어 도달하기 때문에, 도 3에 도시한 바와 같이 거리 측정 오차의 실측치의 분포는, 마이너스의 오차(빠름)와 플러스의 오차(지연)이 대칭으로 분포하고 있지 않음을 알 수 있다. 따라서, 이 경우, 오차의분포를 가우스 분포로 가정하여 최소 제곱법에 의해 전파 거리를 추정해도, 최대 가능 추정치를 얻을 수는 없다. 최대 가능 추정치를 얻기 위해서는, 실측치(도 3)에 적합한 플러스와 마이너스 비대칭인 분포 함수를 이용하여 전파 거리를 측정해서 위치 계산을 할 필요가 있다.However, in the case where the S / N of the received signal is good, the main cause of the detection error of the propagation delay time is not noise but interference by multipath (magnetic interference). Since the reflected waves due to the multi-pass always arrive at a delay rather than the direct waves, as shown in FIG. 3, the distribution of the measured values of the distance measurement errors is symmetrically distributed between the negative error (fast) and the positive error (delay). It can be seen that there is no. In this case, therefore, even if the distribution of errors is assumed to be a Gaussian distribution and the propagation distance is estimated by the least square method, the maximum possible estimate cannot be obtained. In order to obtain the maximum possible estimate, it is necessary to calculate the position by measuring the propagation distance using a positive and negative asymmetric distribution function suitable for the measured value (Fig. 3).
이하, 본 발명의 위치 계산 방법의 원리를, 거리 측정 오차가 플러스와 마이너스 비대칭인 분포로 되는 경우로 설명한다. 이하의 설명에서, 관측되는 기지국의 수를 M으로 하고, m번째의 기지국과 단말 장치 사이의 거리의 측정 결과를Hereinafter, the principle of the position calculation method of this invention is demonstrated as a case where the distance measurement error becomes a distribution which is plus and minus asymmetry. In the following description, the number of observed base stations is M, and the measurement result of the distance between the mth base station and the terminal device is shown.
으로 하고, 가장 신호 강도가 강한 기지국(SYNC 기지국)과 단말 장치 사이의 거리의 측정 결과를The measurement result of the distance between the strongest signal strength base station (SYNC base station) and the terminal device
로 한다. 단말 장치와 기지국은 완전히 동기하기가 곤란하고, 지연 시간 측정에 이용하는 시계는 정확하지 않기 때문에, 기지국의 송신 타이밍을 정확하게 파악하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 기지국과 단말 장치 사이의 절대적인 거리를 측정하는 것이 아니라, 특정한 기지국을 기준으로 한 상대적인 거리를 측정하고 있다. 도 4에 나타내는 최대 가능 추정치 산출 방법에서는, 가장 신호 강도가 강한 기지국(SYNC 기지국)의 거리의 측정 결과와의 차분에 의해서, 의사 측정 거리를Shall be. Since the terminal device and the base station are difficult to synchronize completely, and the clock used for the delay time measurement is not accurate, it is difficult to accurately determine the transmission timing of the base station. For this reason, rather than measuring the absolute distance between a base station and a terminal device, the relative distance with respect to a specific base station is measured. In the maximum possible estimated value calculation method shown in FIG. 4, the pseudo measurement distance is determined by the difference from the measurement result of the distance of the base station (SYNC base station) having the strongest signal strength.
로 나타낸다.Represented by
또한, 단말 장치의 추정 위치를In addition, the estimated position of the terminal device
로 한다. m번째의 기지국의 위치를Shall be. the position of the m base station
로 하고, SYNC 기지국의 위치를The position of the SYNC base station
로 한다. 추정된 단말 장치의 위치를 이용한 의사 거리도, 마찬가지로 SYNC 기지국에의 거리와의 차분에 의해서Shall be. Similarly, the pseudo distance using the estimated position of the terminal apparatus also differs from the distance to the SYNC base station.
로 나타낸다. 여기서, m번째의 기지국의 위치와 추정된 단말 장치의 위치 사이의 거리는Represented by Here, the distance between the position of the m-th base station and the estimated position of the terminal device is
이고, SYNC 기지국의 위치와 추정된 단말 장치의 위치 사이의 거리는The distance between the location of the SYNC base station and the estimated location of the terminal device is
이다.to be.
또한, 거리 측정 오차 Δ의 확률 분포 함수를In addition, the probability distribution function of the distance measurement error Δ
로 한다. 의사 측정 거리의 측정에 있어서, S/N이 높은 경우에는, 기지국으로부터의 신호의 지연 시간이, 직접파의 지연 시간(진짜 지연 시간)보다 빠르게 되는 일은 있을 수 없고, 항상 지연만이 발생한다고 생각된다. 또한, 지연 시간이 클 수록 지연의 발생 확률은 작아지기 때문에, 플러스의 오차(지연측의 오차)의 확률 분포는 단조 감소 함수로 된다. 이것은 거리 측정 오차의 실측치(도 3)와도 정합된다. 따라서, 오차가 최소로 된 거리의 측정 결과의 오차는 0에 가까운 것이라고 생각되며, 거리 측정 오차의 최소치를 거리 측정 오차=0으로 가정할 수 있다. 따라서, 거리 측정 오차가 최소로 되는 기지국을 탐색하여, 이 기지국을 기준 기지국으로 한다. 단말 장치의 거리 측정 오차는 의사 측정 거리(rdiff, m, 기지국 m으로부터의 신호를 수신하여 구한 거리)와 의사 거리(ddiff, m, 단말 장치의 위치를 가정하여 구한, 기지국 m으로부터의 거리)의 차에 의해,Shall be. In the measurement of the pseudo measurement distance, when the S / N is high, the delay time of the signal from the base station cannot be faster than the delay time (real delay time) of the direct wave, and only the delay always occurs. do. In addition, the larger the delay time is, the smaller the probability of occurrence of delay is. Therefore, the probability distribution of the positive error (the error on the delay side) becomes a monotonic decreasing function. This is also matched with the actually measured value (FIG. 3) of the distance measurement error. Therefore, the error of the measurement result of the distance with the minimum error is considered to be close to 0, and the minimum value of the distance measurement error can be assumed as the distance measurement error = 0. Therefore, the base station with the minimum distance measurement error is searched for and the base station is used as the reference base station. The distance measurement error of the terminal device is calculated from the pseudo measurement distance (r diff, m , the distance obtained by receiving a signal from the base station m) and the pseudo distance (d diff, m , assuming the position of the terminal device, the distance from the base station m. By the car)
로 나타내어진다. 따라서, 이 Δm이 최소로 되는 기지국을 찾으면 된다. 이 최소치를It is represented by Therefore, the base station at which this Δm is minimum can be found. This minimum
로 한다. 이 때, 가능 추정치는Shall be. In this case, the possible estimate is
로 계산된다. 이 가능 추정치가 최대로 되는 것이 최대 가능 추정치가 된다.Is calculated. The maximum possible estimate is the maximum possible estimate.
상기한 최대 가능 추정치의 계산 방법은 임의의 확률 분포에 대응 가능하다. 그러나, 현실의 거리 측정 오차는 지수 함수에 가까운 형태로 분포하고 있다 (도 3 참조). 이하, 거리 측정 오차가 지수 함수적으로 분포하고 있다고 가정한 최대 가능 추정치의 계산 방법을 설명한다. 이와 같이 가정하면 간단히 계산할 수 있다.The above calculation method of the maximum possible estimate can correspond to any probability distribution. However, the actual distance measurement error is distributed in a form close to the exponential function (see FIG. 3). Hereinafter, the calculation method of the maximum possible estimation which assumed that the distance measurement error is distributed exponentially is demonstrated. Assuming this, you can simply calculate.
확률 분포 함수로서 지수 함수를 가정하는 경우, 가능 추정치는If we assume an exponential function as a probability distribution function, the probable estimate is
로 계산된다. 여기서, 계산을 간략화하기 위해서, 양변의 대수를 취한다.Is calculated. Here, the logarithms of both sides are taken to simplify the calculation.
대수는 단조 증가 함수이므로, 이 대수치가 최대로 되는 것이 최대 가능 추정치가다. 이 수학식 15에 있어서, β=1이라고 가정하면 지수 함수 등의 복잡한 연산이 없이, 가감산만으로 계산을 할수 있기 때문에 연산량을 대폭 삭감할 수 있다.Since the logarithm is a monotonically increasing function, it is the maximum possible estimate that this logarithm is maximized. In this equation (15), assuming that beta = 1, calculation can be performed only by addition and subtraction without complicated calculations such as an exponential function.
또한, 단말 장치의 추정 위치(xCAND, yCAND)를 변경하여 가능 추정치가 최대로 되는 해를 찾는다. 얻어진 가능 추정치의 최대 지점이 단말 장치의 위치의 추정 지점이 된다.Further, the estimated position (x CAND , y CAND ) of the terminal device is changed to find a solution in which the possible estimate is maximized. The maximum point of the obtained possible estimate is the estimated point of the position of the terminal device.
이상의 계산 원리를 바탕으로, 본 발명의 제1 실시 형태의 단말 장치에 의해 최대 가능 추정치를 구하는 동작에 대하여 설명한다.Based on the above calculation principle, the operation | movement which calculates the maximum possible estimate by the terminal apparatus of 1st Embodiment of this invention is demonstrated.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태의 단말 장치에 의해 최대 가능 추정치를 구하는 위치 계산 방법을 나타내는 플로우차트이다.4 is a flowchart showing a position calculation method for obtaining the maximum possible estimate by the terminal apparatus of the first embodiment of the present invention.
수신 장치(2)가 기지국으로부터의 신호를 수신하고, 지연 프로파일 해석 장치(3)가 지연 프로파일을 산출하여 구한 전파 지연 시간의 계산 결과로부터, 수학식 3을 이용하여, 임의의 기지국 m과 단말 장치 사이의 거리와, 기준이 되는 기지국(SYNC 기지국)과 단말 장치 사이의 거리와의 차를 수학식 3을 이용하여 계산해서, 의사 측정 거리 rdiff,m을 구한다 (단계 S1O1). 다음에, 단말 장치의 위치를 가정하여, 기지국 m과 가정된 단말 장치의 위치 사이의 거리와, 기준이 되는 기지국(SYNC 기지국)과 가정된 단말 장치의 위치 사이의 거리와의 차를 수학식 7을 이용하여 계산해서, 의사 거리 ddiff,m을 구한다 (단계 S102). 또한, 단계 S101에서 구한 의사 측정 거리 rdiff,m과 단계 S1O2에서 구한 의사 거리 ddiff,m의 차를 수학식 11을 이용하여 계산해서, 단말 장치의 거리 측정 오차 Δm을 구한다 (단계 S103). 그리고, 단계 S103에서 얻어진 단말 장치의 거리 측정 오차 Δm에서 최소의 것 Δmin을 찾는다 (단계 S104).From the calculation result of the propagation delay time which the reception apparatus 2 receives the signal from a base station, and the delay profile analysis apparatus 3 calculated and calculated the delay profile, arbitrary base station m and a terminal apparatus are used using Formula (3). The difference between the distance between the base station and the reference base station (SYNC base station) and the terminal device is calculated using Equation 3 to obtain a pseudo measurement distance r diff, m (step S10). Next, assuming the position of the terminal device, the difference between the distance between the base station m and the assumed position of the terminal device and the distance between the reference base station (SYNC base station) and the position of the assumed terminal device is expressed by Equation 7 Calculate using , to obtain a pseudo distance d diff, m (step S102). In addition, the difference between the pseudo measurement distance r diff, m obtained in step S101 and the pseudo distance d diff, m obtained in step S10 is calculated using Equation 11 to obtain a distance measurement error Δm of the terminal device (step S103). Then, the smallest Δmin is found from the distance measurement error Δm of the terminal device obtained in step S103 (step S104).
그리고, 단계 S103에서 얻어진 단말 장치의 거리 측정 오차 Δm과, 단계 S104에서 얻어진 단말 장치의 거리 측정 오차의 최소치인 Δmin의 차를 구하고(단계 S105), 각 기지국에 있어서의 이 차를 가산하여, 가산 결과의 부호를 반전시킨다 (단계 S106). 이것은 수학식 15의 연산에 상당하며, 얻어진 값은 단말 장치의 그 추정 위치에서의 가능 추정치로 된다.Then, the difference between the distance measurement error Δm of the terminal device obtained in step S103 and Δmin, which is the minimum value of the distance measurement error of the terminal device obtained in step S104, is obtained (step S105), and this difference in each base station is added and added. The sign of the result is inverted (step S106). This corresponds to the calculation in equation (15), and the obtained value is a possible estimate at the estimated position of the terminal device.
그 다음, 단계 S106에서 얻어진 가능 추정치가 최대로 되는 최대 가능 추정치를, 최급 강하법(最急降下法) 등을 이용하여 구한다 (단계 S107). 즉, 단계 S106에서 얻어진 가능 추정치가 최대가 아니면(단계 S107에서 "No"), 단계 S108에서 단말 장치의 추정 위치(xCAND, yCAND)를 갱신하여 의사 거리 ddiff,m을 산출한다. 이와 같이, 가능 추정치가 최대로 되는 단말 장치의 위치의 추정 지점을 찾아냄으로써 단말 장치의 위치의 해가 얻어진다. 이 해는 오차가 지수 분포에 따르는 경우의 최대 가능 추정치이다.Next, the maximum possible estimation value at which the possible estimation value obtained in step S106 is maximized is obtained by using the steepest drop method or the like (step S107). In other words, if the possible estimation obtained in step S106 is not the maximum (“No” in step S107), the estimated position (x CAND , y CAND ) of the terminal device is updated in step S108 to calculate the pseudo distance d diff, m . In this way, a solution of the position of the terminal apparatus is obtained by finding the estimated point of the position of the terminal apparatus in which the possible estimate is maximum. This solution is the maximum possible estimate when the error follows the exponential distribution.
그런데, 수학식 15에 있어서 β=1로 하여 이 계산을 행하면, 큰 오차가 발생하는 경우가 있다. 그 원인으로서, 거리 측정 오차 분포가 지수 분포보다도 빠르게 감소하여, 빠르게 0에 근접하는 경우가 있다. 이러한 경우에 본 발명을 적용하기 위해서는, 수학식 14에 도시한 바와 같이, 지수 함수의 내를 β승하여 분포 함수의 수속을 빠르게 하고, 지연에 대하여 보다 엄격한 조건을 부가하도록 최대 가능 추정치를 도출하면 된다.By the way, when this calculation is made with (beta) = 1 in (15), a big error may generate | occur | produce. As a reason, the distance measurement error distribution may decrease faster than the exponential distribution and approach zero quickly. In this case, in order to apply the present invention, as shown in Equation (14), the maximum possible estimate can be derived to increase the convergence of the distribution function by increasing the value of the exponential function and to add more stringent conditions for the delay. do.
또한, 본 실시 형태에서는, 확률 밀도 함수를 지수 함수로 가정하여 설명하고 있지만, 지수 함수에 한하지 않고 다른 함수이어도 좋다. 확률 밀도 함수가 지수 함수적으로 변화하지 않은 경우에도, 임의의 확률 분포에 수학식 13을 적용하여 가능 추정치의 계산을 할 수 있다.In this embodiment, the probability density function is assumed to be an exponential function. Even when the probability density function does not change exponentially, it is possible to calculate the possible estimate by applying Equation 13 to any probability distribution.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 특징은, 가장 거리 측정 오차가 작은 결과를 기준으로 하여 거리 측정 오차의 차분을 구하고, 이 차분을 사용하여 가능 추정치를 계산하는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 확률 분포가 플러스와 마이너스 비대칭인 함수에 적용해도 단말 장치의 위치를 정밀도 좋게 특정할 수 있다.As described above, the feature of the present embodiment is characterized by calculating the difference between the distance measurement errors on the basis of the result with the smallest distance measurement error, and calculating the possible estimated value using the difference. In addition, even when the probability distribution is applied to a positive and negative asymmetric function, the position of the terminal device can be precisely specified.
또한, 거리 측정 오차의 실측치(도 3)로부터 알 수 있듯이, 마이너스의 거리 측정 오차가 생길 확률은 낮기 때문에, 마이너스의 거리 측정 오차를 무시하고, 플러스의 거리 측정 오차만을 단조 감소 함수로 하여 최대 가능 추정치를 구할 수도 있다. 예를 들면, 플러스의 거리 측정 오차의 확률 분포를 1차 함수In addition, as can be seen from the measured value of the distance measurement error (Fig. 3), since the probability of occurrence of a negative distance measurement error is low, the negative distance measurement error is ignored, and only the positive distance measurement error can be maximized by the monotonic reduction function. You can also get an estimate. For example, the probability distribution of the positive distance measurement error is a linear function.
로서 계산한다.Calculate as
다음에, 본 발명의 제1 실시 형태의 단말 장치에 의해 최대 가능 추정치를 구하는 다른 동작에 대하여 설명한다. 이하에 설명하는 계산 방법은, 상술한 최대 가능 추정치를 구하는 위치 계산 방법 (도 4)과 달리, 기지국으로부터의 신호를 복수회 측정하고, 복수의 전파 지연 시간 (전파 거리)의 측정 결과를 이용하여 위치 계산을 행하는 것이다. 이하의 설명에서는 확률 분포 함수의 일례로서 지수 함수를 이용하지만, 상술한 바와 같이 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.Next, another operation of obtaining the maximum possible estimate by the terminal apparatus of the first embodiment of the present invention will be described. Unlike the position calculation method (FIG. 4) which calculates the maximum possible estimation value mentioned above, the calculation method demonstrated below measures the signal from a base station multiple times, and uses the measurement result of several propagation delay time (propagation distance). Position calculation is performed. In the following description, an exponential function is used as an example of the probability distribution function, but as described above, the present invention is not limited thereto.
우선, 계산 원리에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서, 복수회의 측정 결과중 몇 회째의 측정 결과인지를 표현하기 위해서 첨자 n을 이용한다. 관측된 M대의 기지국 중 m번째의 기지국과 단말 장치 사이의 거리의 측정 결과를First, the calculation principle will be described. In the following description, the subscript n is used to express the number of measurement results among the plurality of measurement results. The measured result of the distance between the m-th base station and the terminal device among the observed M base stations
으로 하고, 가장 신호 강도가 강한 기지국(SYNC 기지국)과 단말 장치 사이의 거리 측정 결과를The distance measurement result between the base station (SYNC base station) with the strongest signal strength and the terminal device
으로 한다. SYNC 기지국의 거리 측정 결과와의 차분인 의사 측정 거리를It is done. Pseudo-measurement distance, which is the difference from the distance measurement result
으로 나타낸다.Represented by
또한, 단말 장치의 추정 위치를In addition, the estimated position of the terminal device
로 한다. m번째의 기지국의 위치를Shall be. the position of the m base station
로 하고, SYNC 기지국의 위치를The position of the SYNC base station
로 한다. 추정된 단말 장치의 위치를 이용한 의사 거리도, 마찬가지로 SYNC 기지국에의 거리와의 차분에 의해서Shall be. Similarly, the pseudo distance using the estimated position of the terminal apparatus also differs from the distance to the SYNC base station.
로 나타낸다. 여기서, m번째의 기지국의 위치와 추정된 단말 장치의 위치 사이의 거리는Represented by Here, the distance between the position of the m-th base station and the estimated position of the terminal device is
이고, SYNC 기지국의 위치와 추정된 단말 장치의 위치 사이의 거리는The distance between the location of the SYNC base station and the estimated location of the terminal device is
이다.to be.
여기서 거리 측정 오차가 최소로 되는 기지국을 찾는다. 단말 장치의 거리 측정 오차는Here, the base station whose distance measurement error is minimized is found. The distance measurement error of the terminal device
으로 나타내어지기 때문에, 이 Δmin,n이 최소로 되는 기지국을 찾으면 된다. 이 최소치를Since it is represented by, it is only necessary to find the base station whose Δmin, n is the minimum. This minimum
로 한다. 확률 분포 함수로서 지수 함수를 가정하는 경우, 가능 추정치는Shall be. If we assume an exponential function as a probability distribution function, the probable estimate is
로 계산된다. 여기서 계산을 간략화하기 위해서, 양변의 대수를 취한다.Is calculated. Here, to simplify the calculation, take the logarithm of both sides.
대수는 단조 증가 함수이므로, 이 대수치가 최대로 되는 것이 최대 가능 추정치가다. 실제 측정에서는 복수회의 측정 중, 관측할 수 있기도 하고 관측할 수 없기도 하는 기지국도 있다. 이것을 가중치 부여에 의해 수학식 29에 반영시킨다. 즉, 가중치를 Wm,n으로 하고, 가산하는 값에 곱한다.Since the logarithm is a monotonically increasing function, it is the maximum possible estimate that this logarithm is maximized. In actual measurement, some base stations may or may not be able to observe during multiple measurements. This is reflected in the equation (29) by weighting. In other words, the weight is defined as W m , n and multiplied by the value to be added.
또한, 기지국이 관측되지 않은 경우에는 가중치를 O로 하여If the base station is not observed, the weight is set to 0.
로 한다. 또한, 복수의 측정으로 관측된 기지국의 가중치는Shall be. In addition, the weight of the base station observed by the plurality of measurements is
으로 한다. 여기서 M(m)은 m번째의 기지국이 복수회의 측정 중에서 관측된 횟수를 나타내고 있다. 이 가중치 부여 처리에 의해 복수회 측정된 기지국의 가중치를 떨어뜨려, 여러번 발견되는 기지국의 영향이 너무 커지지 않도록 조정할 수 있다.It is done. Here, M (m) represents the number of times the m-th base station was observed in a plurality of measurements. By this weighting process, the weight of the base station measured plural times is dropped, so that the influence of the base station found several times can be adjusted so as not to become too large.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태의 단말 장치에 의해 최대 가능 추정치를 구하는 다른 위치 계산 방법을 나타내는 플로우차트이다.5 is a flowchart showing another position calculation method for obtaining the maximum possible estimate by the terminal apparatus of the first embodiment of the present invention.
수신 장치(2)가 기지국으로부터의 신호를 수신하고, 지연 프로파일 해석 장치(3)가 지연 프로파일을 산출하여 구한 전파 지연 시간의 계산 결과로부터, 수학식 3을 이용하여, 임의의 기지국 m과 단말 장치 사이의 거리와, 기준이 되는 기지국(SYNC 기지국)과 단말 장치 사이의 거리와의 차를 수학식 19를 이용하여 산출해서, 의사 측정 거리 rdiff,m,n을 구한다 (단계 S111). 다음에, 각 기지국이 몇 회 측정되었는지를 조사하여, 수학식 31, 수학식 32에 의해 가중치를 결정한다 (단계 S112). 다음에, 단말 장치의 위치를 가정하여, 기지국 m과 가정된 단말 장치의 위치 사이의 거리와, 기준이 되는 기지국(SYNC 기지국)과 가정된 단말 장치의 위치 사이의 거리와의 차를 수학식 23을 이용하여 산출해서, 의사 거리 ddiff,m을 구한다 (단계 S113). 또한, 단계 S111에서 구한 의사 측정 거리 rdiff,m,n과 단계 S113에서 구한 의사 거리 ddiff,m과의 차를 수학식 26을 이용하여 계산하여, 단말 장치의 거리 측정 오차 Δm,n을 구한다 (단계 S114). 그리고, 단계 S114에서 얻어진 단말 장치의 거리 측정 오차 Δm,n에서 최소의 것 Δmin,n을 찾는다 (단계 S115).From the calculation result of the propagation delay time which the reception apparatus 2 receives the signal from a base station, and the delay profile analysis apparatus 3 calculated and calculated the delay profile, arbitrary base station m and a terminal apparatus are used using Formula (3). The difference between the distance between the base station and the reference base station (SYNC base station) and the terminal device is calculated using Equation 19 to obtain a pseudo measurement distance r diff, m, n (step S111). Next, how many times each base station is measured is checked, and the weight is determined by the equations (31) and (32) (step S112). Next, assuming the position of the terminal device, the difference between the distance between the base station m and the assumed position of the terminal device and the distance between the reference base station (SYNC base station) and the assumed position of the terminal device is expressed by Equation 23 The pseudo distance d diff, m is calculated by using S (step S113). In addition, the difference between the pseudo measurement distance r diff, m, n obtained in step S111 and the pseudo distance d diff, m obtained in step S113 is calculated using Equation 26 to obtain a distance measurement error Δm, n of the terminal device. (Step S114). Then, the smallest Δmin, n is found from the distance measurement error Δm, n of the terminal device obtained in step S114 (step S115).
그리고, 단계 S114에서 얻어진 단말 장치의 거리 측정 오차 Δm,n과, 단계 S115에서 얻어진 단말 장치의 거리 측정 오차의 최소치 Δmin,n과의 차를 구하고 (단계 S1l6), 이 차를 각 기지국 m과 측정 횟수 n에 있어서 가산하여, 가산 결과의 부호를 반전시킨다 (단계 S117). 이것은 수학식 30의 연산에 상당하며, 얻어진 값은 단말 장치의 그 추정 위치에서의 가능 추정치가 된다.Then, the difference between the distance measurement error Δm, n of the terminal device obtained in step S114 and the minimum value Δmin, n of the distance measurement error of the terminal device obtained in step S115 is determined (step S1116), and the difference is measured with each base station m. The number is added in the number n, and the sign of the addition result is inverted (step S117). This corresponds to the operation of equation (30), and the obtained value becomes a possible estimate at that estimated position of the terminal device.
그 후, 단계 S117에서 얻어진 가능 추정치가 최대로 되는 최대 가능 추정치를 최급 강하법 등을 이용하여 구한다 (단계 S118). 즉, 단계 S117에서 얻어진 가능 추정치가 최대가 아니면 (Sl18에서 "No"), 단계 S119에서 단말 장치의 추정 위치(xCAND, yCAND)를 갱신하여, 의사 거리 ddiff,m을 산출한다. 이와 같이, 가능 추정치가 최대로 되는 단말 장치의 위치의 추정 지점을 찾아냄으로써 단말 장치의 위치의 해가 얻어진다. 이 해는 복수의 거리의 측정 결과에 의한, 오차가 지수 분포에 따르는 경우의 최대 가능 추정치가다.Thereafter, the maximum possible estimation value at which the possible estimation value obtained in step S117 is maximized is obtained by using the steepest descent method or the like (step S118). That is, if the possible estimation obtained in step S117 is not the maximum ("No" in Sl18), the estimated position (x CAND , y CAND ) of the terminal device is updated in step S119, and the pseudo distance d diff, m is calculated. In this way, a solution of the position of the terminal apparatus is obtained by finding the estimated point of the position of the terminal apparatus in which the possible estimate is maximum. This solution is the maximum possible estimate when the error is due to the exponential distribution, resulting from the measurement of a plurality of distances.
이상 설명한 위치 측정 방법은, 복수의 기지국으로부터 발신되는 신호를 단말 장치에서 수신하고, 단말 장치와 기지국 사이의 거리를 측정하여, 단말 장치의 위치를 계산하는 것이지만, 단말 장치로부터 발신되는 신호를 복수의 기지국에서 수신하고, 각각의 기지국이 단말 장치와 기지국 사이의 거리를 측정하여, 단말 장치의 위치를 계산하는 경우에도 적용할 수 있다.The above-described position measuring method is for calculating a position of a terminal device by receiving signals from a plurality of base stations at a terminal device, measuring a distance between the terminal device and the base station, and a plurality of signals transmitted from the terminal device. It is also applicable when the base station receives the base station and each base station measures the distance between the terminal device and the base station and calculates the position of the terminal device.
이와 같이, 제1 실시 형태의 단말 장치는, 장소가 기지인 서로 다른 장소에 설치된, 복수의 기지국 및 기준이 되는 기지국으로부터 송신되는 신호를 수신하는 수신 장치(2)와, 수신 장치(2)에서 수신한 신호의 지연 프로파일 해석을 행하는 지연 프로파일 해석 장치(3)와, 지연 프로파일 해석 장치(3)에 의한 지연 프로 파일 해석 결과로부터, 무선 신호의 전파 지연 시간을 이용하여 자신의 위치를 계산하는 계산 수단(4)을 포함하고, 복수의 기지국에 대하여, 각각, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는, 단말 장치와 상기 복수의 기지국 사이의 거리와, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는 상기 단말 장치와 상기 기준이 되는 기지국과의 거리와의 차인 의사 측정 거리 rdiff,m을 계산하는 의사 측정 거리 산출 수단과, 단말 장치의 위치를 가정하여, 복수의 기지국에 대하여, 각각, 계산상 가정된 단말 장치의 위치와 기지인 상기 복수의 기지국의 위치 사이의 거리와, 계산상 가정된 단말 장치의 위치와 기준이 되는 기지국 사이의 거리와의 차인 의사 거리 ddiff,m을 계산하는 의사 거리 산출 수단과, 복수의 기지국에 대하여, 각각, 의사 측정 거리 산출 수단에서 계산한 의사 측정 거리 rdiff,m과, 의사 거리 산출 수단에서 계산한 의사 거리 ddiff,m과의 차인 거리 측정 오차 Δm을 계산하는 거리 측정 오차 산출 수단과, 거리 측정 오차 산출 수단에서 계산된 거리 측정 오차 Δm이 플러스와 마이너스 비대칭인 분포인 것으로 하여, 상기 오차 분포와, 상기 복수의 기지국에 대하여 각각 구한 상기 거리 측정 오차를 이용하여, 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치를 계산하는 가능 추정치 산출 수단과, 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치가 최대로 되는 지점을 검색하여, 검색된 가능 추정치가 최대인 지점을 단말 장치의 위치로 하는 단말 위치 검색 수단을 포함한다.As described above, the terminal apparatus of the first embodiment includes a receiving apparatus 2 that receives signals transmitted from a plurality of base stations and a base station serving as a reference, which are installed at different places of known locations, and the receiving apparatus 2 includes: Calculation that calculates its own position using the propagation delay time of the radio signal from the delay profile analysis device 3 which performs the delay profile analysis of the received signal, and the delay profile analysis result by the delay profile analysis device 3 And a means (4), each of which is calculated based on the distance between the terminal apparatus and the plurality of base stations and the radio wave propagation delay time of the plurality of base stations, which are respectively calculated based on the propagation delay time of the radio signal. that is above the terminal device and the measured pseudo-distance calculation means, and the terminal device to a difference between the distance and with which the reference base station pseudo distance r diff measure, calculate the m Assuming that, for a plurality of base stations, respectively, the distance between the position of the terminal device assumed in the calculation and the positions of the plurality of base stations that are known, and the distance between the position of the terminal device assumed in the calculation and the reference base station, respectively. Pseudo distance calculation means for calculating a pseudo distance d diff, m which is a difference between and a pseudo measurement distance r diff, m calculated by the pseudo measurement distance calculation means for a plurality of base stations, respectively, The distance measurement error calculating means for calculating a distance measurement error Δm which is a difference from the pseudo distance d diff, m, and the distance measurement error Δm calculated by the distance measurement error calculating means is a positive and negative asymmetric distribution, A possible estimate for calculating a possible estimate of the position of the assumed terminal device using the distance measurement errors obtained for the plurality of base stations, respectively. Retrieve the output means and a position likelihood point becomes the largest of the home terminal apparatus and includes the retrieved terminal position search means that the likelihood is maximum as a point of the terminal device location.
따라서, 제1 실시 형태의 단말 장치에서는, 복수의 기지국에 대하여, 각각, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는, 단말 장치와 상기 복수의 기지국 사이의 거리와, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는 상기 단말 장치와 상기 기준이 되는 기지국과의 거리와의 차인 의사 측정 거리 rdiff,m을 계산하는 제1 단계와, 복수의 기지국 기지국에 대하여, 각각, 계산상 가정된 단말 장치의 위치와 기지인 상기 복수의 기지국의 위치 사이의 거리와, 상기 계산상 가정된 상기 단말 장치의 위치와 상기 기준이 되는 기지국 사이의 거리와의 차인 의사 거리 ddiff,m을 계산하는 제2 단계와,Therefore, in the terminal device of the first embodiment, the distance between the terminal device and the plurality of base stations and the radio wave propagation delay time of the plurality of base stations are respectively calculated based on the propagation delay time of the radio signal. A first step of calculating a pseudo measurement distance r diff, m, which is a difference between the terminal device calculated based on the distance and the base station as the reference, and for each of the base station base stations, A second step of calculating a pseudo distance d diff, m which is a distance between a location and a location of the plurality of base stations, and a distance between the location of the terminal device assumed in the calculation and a distance between the reference base station; ,
상기 복수의 기지국에 대하여, 각각, 제1 단계로 계산한 의사 측정 거리 rdiff,m과, 제2 단계에서 계산한 의사 거리 ddiff,m과의 차인 거리 측정 오차 Δm을 계산하는 제3 단계와, 거리 측정 오차 Δm이 플러스와 마이너스 비대칭인 분포인 것으로 하여, 상기 분포와, 상기 복수의 기지국에 대하여 각각 구한 상기 거리 측정 오차를 이용하여, 제2 단계에서 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치를 계산하는 제4 단계와, 제2 내지 제4 단계를 반복하여, 가능 추정치가 최대로 되는 지점을 검색해서, 검색된 최대 가능 추정치 지점을 단말 장치의 위치로 하기 때문에, 복수회의 측정 결과가 가우스 분포로 분포하지 않더라도, 실제 거리 측정 오차 분포에 가까운 함수에 의해 근사하여 가능 추정치를 계산하는 제5 단계를 포함하므로, 단말 장치의 위치를 정밀도 좋게 계산할 수 있다.A third step of calculating distance measurement error Δm for the plurality of base stations, respectively, which is a difference between the pseudo measurement distance r diff, m calculated in the first step and the pseudo distance d diff, m calculated in the second step; Assuming that the distance measurement error Δm is a positive and negative asymmetric distribution, using the distribution and the distance measurement errors obtained for each of the plurality of base stations, a possible estimate of the position of the terminal device assumed in the second step is obtained. By repeating the fourth step of calculating and the second to fourth steps, searching for the point where the maximum possible estimate is maximized, and making the retrieved maximum possible estimated point the position of the terminal device, the multiple measurement results are obtained by Gaussian distribution. Although not distributed, a fifth step of calculating a possible estimate by approximating a function close to the actual distance measurement error distribution is included, so that the position of the terminal device can be precisely determined. It can be calculated.
또한, 거리 측정 오차 분포는 거리 측정 오차가 플러스의 범위에서는 마이너스가 아닌 단조 감소 함수인 지수 함수로서 단말 장치의 위치의 가능 추정치를 계산하기 때문에, 복잡한 연산을 필요로 하지 않아, 연산량을 삭감할 수 있다.In addition, the distance measurement error distribution calculates a possible estimate of the position of the terminal device as an exponential function that is a monotonic reduction function that is not negative in the range where the distance measurement error is positive, and thus does not require complicated calculations, thereby reducing the amount of calculation. have.
또한, 제4 단계는 거리 측정 오차의 최소치를 찾는 제6 단계와, 제3 단계에서 구한 각 거리 측정 오차 Δm과 제6 단계에서 구한 최소 거리 측정 오차 Δmin과의 차로부터 보정 거리 측정 오차를 구하는 제7 단계와, 제7 단계에서 얻어진 보정 거리 측정 오차를 가산하고, 이 가산 결과에 기초하여 가능 추정치를 구하는 제8 단계를 포함하기 때문에, 보다 적절한 단말 장치의 위치를 구할 수 있다.Further, the fourth step is a step of obtaining a correction distance measurement error from the sixth step of finding the minimum value of the distance measurement error, and the difference between each distance measurement error Δm obtained in the third step and the minimum distance measurement error Δmin obtained in the sixth step. Since a seventh step and an eighth step of adding the correction distance measurement error obtained in the seventh step and calculating a possible estimate based on the addition result can be obtained, a more suitable position of the terminal device can be obtained.
또한, 제8 단계는 보정된 측정 결과를 가산할 때에 β승하고 나서 가산하는 제9 단계가 포함되기 때문에, 오차 분포 함수를 빠르게 수속시키고, 지연에 대하여 엄격한 조건을 붙여, 단말 장치의 위치를 계산할 수 있다.In addition, since the eighth step includes the ninth step of adding the corrected measurement result after adding [beta], the error distribution function is quickly converged, strict conditions are applied to the delay, and the position of the terminal device can be calculated. Can be.
또한, 도 5에 나타내는 위치 계산 방법에서는, 의사 측정 거리 rdiff,m,n을 복수회 측정하고, 제4 단계에서 복수회의 의사 측정 거리 rdiff,m,n의 계산 결과를 이용하여 제2 단계에서 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치를 계산하고, 의사 측정 거리 rdiff,m,n의 측정 횟수에 따라 가중치 부여(Wm,n)하여 가능 추정치를 계산하기 때문에, 복수회 측정된 기지국의 가중치에 의해, 여러번 검출되는 기지국의 영향이 지나치게 커지지 않도록 조정할 수 있어, 보다 적절한 단말 장치의 위치를 구할 수 있다.In addition, in the position calculation method shown in FIG. 5, the pseudo measurement distance r diff, m, n is measured multiple times , and a 2nd step is made using the calculation result of the several times pseudo measurement distance r diff, m, n in a 4th step. Since the possible estimate of the position of the terminal device assumed in the step is calculated and the possible estimate is calculated by weighting (W m , n ) according to the number of measurements of the pseudo measurement distance r diff, m, n , By the weight, the influence of the base station detected several times can be adjusted so as not to be too large, and the position of the terminal device more appropriate can be obtained.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태의 위치 산출 시스템의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.It is a block diagram which shows the main structure of the position calculation system of 2nd Embodiment of this invention.
제1 실시 형태(도 1)에서는, 단말 장치는 수신 장치(2), 지연 프로파일 해석 장치(3), 계산 수단(4)으로 구성되어 있고, 단말 장치의 위치는 단말 장치에서 계산되고 있다. 그러나, 단말 장치의 위치는 센터 장치(계산 수단(7))에 있어서 계산할 수 있기 때문에, 센터 장치에 계산 기능을 갖게 한 것이다. 또, 제1 실시 형태(도 1)와 동일한 부호를 붙인 구성은 동일한 동작을 하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.In 1st Embodiment (FIG. 1), a terminal apparatus is comprised by the receiving apparatus 2, the delay profile analysis apparatus 3, and the calculation means 4, The position of a terminal apparatus is calculated by the terminal apparatus. However, since the position of the terminal device can be calculated in the center device (calculation means 7), the center device has a calculation function. In addition, since the structure with the same code | symbol as 1st Embodiment (FIG. 1) performs the same operation, the detailed description is abbreviate | omitted.
제2 실시 형태에서는, 단말 장치는 수신 장치(2)와, 지연 프로파일 해석 장치(3)와, 송신 수단(5)을 포함한다. 송신 수단(5)은 지연 프로파일의 측정 결과로부터 얻어지는 복수의 기지국의 의사 측정 거리 rdiff,m을 기지국 장치(6)에 송신한다.In the second embodiment, the terminal apparatus includes a receiving apparatus 2, a delay profile analyzing apparatus 3, and a transmitting means 5. The transmission means 5 transmits the pseudo measurement distances r diff, m of the plurality of base stations obtained from the measurement result of the delay profile to the base station apparatus 6.
또한, 기지국 장치(6)에는 계산 수단(7)이 접속되어 있다. 송신 수단(5)으로부터 전송된 의사 측정 거리 rdiff,m은 기지국 장치(6)를 통해 센터 장치인 계산 수단(7)에 전송된다. 계산 수단(7)은 퍼스널 컴퓨터나 워크스테이션 등의 계산기로 구성되고, 도 4 또는 도 5에서 설명한 계산 방법을 실행하는 프로그램이 기억·유지되어 있다. 계산 수단(7)에서는 이 프로그램에 따라 단말 장치의 위치가 계산된다.In addition, the calculation means 7 is connected to the base station apparatus 6. The pseudo measurement distance r diff, m transmitted from the transmitting means 5 is transmitted to the calculating means 7 which is the center apparatus via the base station apparatus 6. The calculation means 7 consists of a calculator, such as a personal computer and a workstation, and the program which performs the calculation method demonstrated in FIG. 4 or 5 is memorize | stored and hold | maintained. In the calculating means 7, the position of the terminal device is calculated according to this program.
이와 같이, 제2 실시 형태의 위치 산출 시스템은, 장소가 기지인 서로 다른장소에 설치된, 복수의 안테나 및 기준이 되는 안테나로부터 송신되는 신호를 수신하는 수신 장치(2)와, 수신 장치(2)에서 수신한 신호의 지연 프로파일 해석을 행하는 지연 프로파일 해석 장치(3)와, 지연 프로파일 해석 장치(3)에 의한 지연 프로파일 해석 결과를 센터 장치에 대하여 송신하는 송신 수단(5)을 포함하는 단말 장치와, 단말 장치에서의 지연 프로파일 해석 결과를 수신하는 기지국 장치(6)와, 지연 프로파일 해석 결과로부터 단말 장치의 위치를 계산하는 계산 수단(7)(센터 장치)에 의해 구성되고, 계산 수단(7)은 복수의 안테나에 대하여, 각각, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는, 단말 장치와 상기 복수의 기지국 사이의 거리와, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는 상기 단말 장치와 상기 기준이 되는 안테나의 거리와의 차인 의사 측정 거리 rdiff,m을 계산하는 의사 측정 거리 산출 수단과, 단말 장치의 위치를 가정하여, 복수의 안테나에 대하여, 각각, 계산상 가정된 단말 장치의 위치와 기지인 복수의 기지국 장치의 위치 사이의 거리와, 상기 계산상 가정된 상기 단말 장치의 위치와 상기 기준이 되는 안테나 사이의 거리와의 차인 의사 거리 ddiff,m을 계산하는 의사 거리 산출 수단과, 복수의 안테나에 대하여, 각각, 의사 측정 거리 산출 수단에서 계산한 의사 측정 거리 rdiff,m과, 의사 거리 산출 수단으로 계산한 의사 거리 ddiff,m과의 차인 거리 측정 오차 Δm을 계산하는 거리 측정 오차 산출 수단과, 거리 측정 오차 산출 수단에서 계산된 거리 측정 오차 Δm이 플러스와 마이너스 비대칭인 분포인 것으로 하여, 상기 분포와, 상기 복수의 안테나에 대하여 각각 구한 상기 거리 측정 오차를 이용하여, 가정된단말 장치의 위치의 가능 추정치를 계산하는 가능 추정치 산출 수단과, 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치가 최대로 되는 지점을 검색하고, 검색된 가능 추정치가 최대인 지점을 단말 장치의 위치로 하는 단말 위치 검색 수단을 포함한다.As described above, the position calculating system according to the second embodiment includes a receiving device 2 and a receiving device 2 that receive signals transmitted from a plurality of antennas and a reference antenna, which are installed at different places where a place is known. And a terminal apparatus including a delay profile analysis device 3 for performing delay profile analysis of the signal received by the transmission device, and transmission means 5 for transmitting a delay profile analysis result by the delay profile analysis device 3 to the center device. The base station apparatus 6 which receives the delay profile analysis result in a terminal apparatus, and the calculation means 7 (center apparatus) which calculates the position of a terminal apparatus from a delay profile analysis result, are computed. Is a distance between the terminal apparatus and the plurality of base stations and is calculated based on the propagation delay time of the radio signal, respectively, for the plurality of antennas, and at the propagation delay of the radio signal. Pseudo-measuring distance calculating means for calculating a pseudo-measuring distance r diff, m which is a difference between the distance between the terminal device and the reference antenna calculated on the basis of Respectively, a pseudo distance d diff which is a difference between the position of the terminal apparatus assumed in the calculation and the positions of the plurality of base station apparatuses known and the distance between the position of the terminal apparatus assumed in the calculation and the reference antenna; Pseudo-distance calculating means for calculating , m , Pseudo-measuring distance r diff, m calculated by pseudo-measuring distance calculating means, Pseudo distance d diff, m and Distance measurement error calculating means for calculating a distance measuring error Δm which is a difference between and the distance measuring error Δm calculated by the distance measuring error calculating means is positive and negative asymmetry. A possible estimation value calculating means for calculating a possible estimate of the position of the assumed terminal apparatus using the distribution and the distance measurement errors obtained for the plurality of antennas, respectively, and the assumed position of the terminal apparatus. Terminal location retrieving means for retrieving the point at which the possible estimate is maximized and for setting the point at which the retrieved possible estimate is maximum at the location of the terminal device.
따라서, 기지국 장치(6)가 설치된 위치 등의 정보를 단말 장치에 전달할 필요가 없기 때문에, 기지국 장치(6)의 정보의 누설을 막을 수 있다. 또한, 센터 장치에서 단말 장치의 위치를 산출하기 때문에, 단말 장치에 연산 부담을 가하는 일이 없어, 단말 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다. 또한, 센터 장치에서 단말 장치의 위치를 산출하기 때문에, 연산 능력이 큰 컴퓨터를 이용하여 신속하게 단말 장치의 위치를 산출할 수 있다.Therefore, since it is not necessary to transmit information, such as a position where the base station apparatus 6 is installed, to the terminal apparatus, leakage of information of the base station apparatus 6 can be prevented. In addition, since the center apparatus calculates the position of the terminal apparatus, no computational burden is applied to the terminal apparatus, and power consumption of the terminal apparatus can be reduced. In addition, since the center apparatus calculates the position of the terminal apparatus, the position of the terminal apparatus can be calculated quickly using a computer having a large computing power.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태의 위치 검출 시스템의 주요한 구성을 나타내는 블록도이다.It is a block diagram which shows the main structure of the position detection system of 3rd Embodiment of this invention.
제1 또는 제2 실시 형태는 모두 단말 장치에서, 기지국 장치(6)로부터 송신된 신호의 지연 프로파일을 해석하여 단말 장치의 위치를 계산하는 것이지만, 단말 장치로부터 송신된 신호를 복수의 기지국 장치(6)에서 수신하여 해석하는 경우에도 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 제1 또는 제2 실시 형태(도 1, 도 6)와 동일한 부호를 붙인 구성은 동일한 동작을 하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.In the first and second embodiments, the terminal apparatus analyzes the delay profile of the signal transmitted from the base station apparatus 6 and calculates the position of the terminal apparatus. The present invention can also be applied when receiving and interpreting a). In addition, since the structure with the same code | symbol as 1st or 2nd embodiment (FIG. 1, FIG. 6) performs the same operation, the detailed description is abbreviate | omitted.
제3 실시 형태에서는, 단말 장치는 특정한 신호를 송신하는 송신 수단(5)을 포함하고, 기지국 장치(6)는 그 신호를 수신하여, 지연 프로파일 해석 장치(3)에 송출해서 의사 측정 거리 rdiff,m을 산출한다. 얻어진 의사 측정 거리 rdiff,m은 계산수단(7)(센터 장치)에 보내어진다. 계산 수단(7)은 퍼스널 컴퓨터나 워크스테이션 등의 계산기로 구성되고, 도 4 또는 도 5에서 설명한 계산 방법을 실행하는 프로그램이 기억·유지되어 있다. 계산 수단(7)에서는 이 프로그램에 따라 단말 장치의 위치가 계산된다.In the third embodiment, the terminal apparatus includes a transmitting means 5 for transmitting a specific signal, and the base station apparatus 6 receives the signal, sends it to the delay profile analyzing apparatus 3, and produces a pseudo measurement distance r diff. , m The obtained pseudo measurement distance r diff, m is sent to the calculation means 7 (center apparatus). The calculation means 7 consists of a calculator, such as a personal computer and a workstation, and the program which performs the calculation method demonstrated in FIG. 4 or 5 is memorize | stored and hold | maintained. In the calculating means 7, the position of the terminal device is calculated according to this program.
이와 같이, 제3 실시 형태의 위치 산출 장치는, 단말 장치로부터 송신되는 신호를 수신하는, 장소가 기지인 서로 다른 장소에 설치된 복수의 기지국 장치(6)(복수의 기지국 장치 및 기준이 되는 기지국 장치)와, 기지국 장치(6)에서 수신한 신호의 지연 프로파일 해석을 행하는 지연 프로파일 해석 장치(3)와, 지연 프로파일 해석 장치(3)에 의한 지연 프로파일 해석 결과로부터, 무선 신호의 전파 지연 시간을 이용하여 단말 장치의 위치를 계산하는 계산 수단(7)에 의해 구성되고, 계산 수단(7)은 복수의 안테나에 대하여, 각각, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는, 단말 장치와 복수의 무선 장치 사이의 거리와, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하여 계산되는 상기 단말 장치와 상기 기준이 되는 안테나의 거리와의 차인 의사 측정 거리 rdiff,m을 계산하는 의사 측정 거리 산출 수단과, 단말 장치의 위치를 가정하여, 복수의 안테나에 대하여, 각각, 계산상 가정된 단말 장치의 위치와 기지인 무선 장치의 위치 사이의 거리와, 상기 계산상 가정된 상기 단말 장치의 위치와 상기 기준이 되는 안테나 사이의 거리와의 차인 의사 거리 ddiff,m을 계산하는 의사 거리 산출 수단과, 복수의 안테나에 대하여, 각각, 의사 측정 거리 산출 수단에서 계산한 의사 측정 거리 rdiff,m과, 의사 거리 산출 수단에서 계산한 의사거리 ddiff,m과의 차인 거리 측정 오차 Δm을 계산하는 거리 측정 오차 산출 수단과, 거리 측정 오차 산출 수단에서 계산된 거리 측정 오차 Δm이 플러스와 마이너스 비대칭인 분포인 것으로 하여, 상기 분포와, 상기 복수의 안테나에 대하여 각각 구한 상기 거리 측정 오차를 이용하여, 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치를 계산하는 가능 추정치 산출 수단과, 가정된 단말 장치의 위치의 가능 추정치가 최대로 되는 지점을 검색하여, 검색된 가능 추정치가 최대인 지점을 단말 장치의 위치로 하는 단말 위치 검색 수단을 포함한다. 따라서, 센터 장치에서 단말 장치의 위치를 알 수 있다. 또한, 단말 장치에서 위치 산출 연산을 하지 않기 때문에, 단말 장치가 간단한 구성으로 끝남과 동시에, 단말 장치의 소비 전력을 저감할 수 있다.In this way, the position calculating device of the third embodiment includes a plurality of base station apparatuses 6 (plural base station apparatuses and base station apparatuses serving as standards) which are installed at different places where the locations are known to receive signals transmitted from the terminal apparatuses. ) And the propagation delay time of the radio signal from the delay profile analysis device 3 which performs the delay profile analysis of the signal received by the base station apparatus 6 and the delay profile analysis result by the delay profile analysis device 3. And calculating means 7 for calculating the position of the terminal device, wherein the calculating means 7 is calculated for each of the plurality of antennas based on the propagation delay time of the radio signal, respectively. between the equipment and the pseudo distance measurements and a difference between the distance of the terminal apparatus and the antenna to which the reference is calculated based on the propagation delay time of the radio signal r diff, m Assuming that the pseudo-measuring distance calculating means for calculating and the position of the terminal device are assumed, the distance between the position of the terminal device assumed in the calculation and the position of the known radio device for the plurality of antennas, respectively, Pseudo distance calculation means for calculating a pseudo distance d diff, m which is a difference between the position of the terminal device and the reference antenna, and pseudo measurements calculated by the pseudo measurement distance calculation means for a plurality of antennas, respectively. Distance measurement error calculation means for calculating a distance measurement error Δm which is a difference between the distance r diff, m and the pseudo distance d diff, m calculated by the pseudo distance calculation means, and the distance measurement error Δm calculated by the distance measurement error calculation means It is assumed that the distribution is a positive and negative asymmetric distribution, using the distribution and the distance measurement errors obtained for the plurality of antennas, respectively. Possible estimate calculation means for calculating a possible estimate of the position of the horse apparatus, and a terminal position which makes the position of the terminal apparatus the position where the retrieved possible estimate is the maximum by searching for a point where the possible estimated value of the assumed position of the terminal apparatus becomes the maximum. Search means. Therefore, the location of the terminal device can be known from the center device. In addition, since the terminal device does not perform the position calculation operation, the terminal device can be finished with a simple configuration and the power consumption of the terminal device can be reduced.
본 발명에 따르면, 복수회의 측정 결과를 사용하여, 확률 분포 함수를 고려해서 최대 가능 추정치를 계산하기 때문에, 무선 신호의 전파 지연 시간에 기초하는 거리 측정의 결과를 이용하여 단말 장치의 위치를 계산하는 경우, 신호 강도가 강하고, 멀티 패스가 오차의 주된 원인일 때에도, 단말 장치의 위치를 정밀도 좋게 계산할 수 있다. 즉, 거리 측정 오차가, 가우스 분포가 아니라, 실제 거리 측정 오차 분포에 가까운 함수에 의해 근사하여 가능 추정치 계산이 행하여지기 때문에, 적절한 최대 가능 추정치가 도출된다.According to the present invention, since the maximum possible estimate is calculated in consideration of the probability distribution function using a plurality of measurement results, the position of the terminal device is calculated using the result of distance measurement based on the propagation delay time of the radio signal. In this case, even when the signal strength is strong and the multipath is the main cause of the error, the position of the terminal device can be accurately calculated. In other words, since the distance estimation error is approximated by a function close to the actual distance measurement error distribution instead of the Gaussian distribution, the possible estimation calculation is performed, so that an appropriate maximum possible estimation value is derived.
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